水性聚氨酯硬段與耐熱性能的關(guān)系
發(fā)布時間:2019-8-1
(1)異氰酸酯類型對耐熱性的影響
異氰酸酯作為合成聚氨酯的主要原料,與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)共同組成聚氨酯的硬段。通常情況下,它們的剛性、結(jié)構(gòu)有序規(guī)整性和對稱性越好,其樹脂熱穩(wěn)定性越良好。所以芳香族水性聚氨酯,耐熱性能相對于脂肪族聚氨酯更好。對于同一類型異氰酸酯,分子結(jié)構(gòu)越對稱性,剛性分子鏈占比越高,水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性越好。
(2)鏈伸長劑
鏈伸長劑又稱擴(kuò)鏈劑,是聚氨酯工業(yè)中常用的一種必須品,由于獨特的相對分子質(zhì)量小、鏈節(jié)短的特點,所以擴(kuò)鏈劑的適當(dāng)使用可以提高聚氨酯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、硬度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐熱性等性能。醇類和胺類是目前最常見也是使用最廣泛的擴(kuò)鏈劑。工業(yè)上使用最廣泛的的擴(kuò)鏈劑是脂肪族二元醇,如 1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、一縮丙二醇等;在某些特殊情況擴(kuò)鏈劑也會選擇使用芳香族或雜環(huán)類二元醇作擴(kuò)鏈劑,如雙羥乙基類或羥丙基類雙酚 A、1,4-環(huán)己二醇、1,4-雙羥乙基哌嗪等;胺類作為獨特高效的擴(kuò)鏈劑,存在一些反應(yīng)活性太高,實際生產(chǎn)不便操作,毒性較大的缺點,目前為改變此缺點,常用工藝是先對此類物質(zhì)進(jìn)行取代,降低活性,便于控制。如頗負(fù)盛名的亞甲基雙鄰氯苯(MOCA)。
目前有大量工程師和科研人員對各種鏈伸長劑的適用和聚氨酯樹脂,彈性體的關(guān)系進(jìn)行了研究:以三羥基甲基丙烷作為鏈伸長劑制備的 MDI/PPG/TMP-T 型材料在 270℃下幾乎無熱失重,用 HQEE(1,4-丁二醇和氫醌(雙 1,4-羥乙基)醚)作為擴(kuò)鏈劑制得的聚氨酯材料的耐溫性能優(yōu)異于 MOCA 制得的聚氨酯,原因在于其分子結(jié)構(gòu)對稱性好,而且是剛性結(jié)構(gòu),熔點高(120℃)、結(jié)晶性強(qiáng)。用蓖麻油和芳香二胺類鏈伸長劑 4,4-氨基聯(lián)苯砜作為混合擴(kuò)鏈劑,用淀粉作為改性填料制備的聚氨酯復(fù)合材料,最高可以達(dá)到 235℃的穩(wěn)定溫度。用八氨基苯基多面 體 低 聚 硅 倍 半 氧 烷 ( Octaaminophenyl polyhedral oligomeric silsesquioxane(OapPOSS))作為交聯(lián)劑制備的聚氨酯材料具有特殊的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu),這使其具有良好的高溫穩(wěn)定性。
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